圖像的雙線性插值放大算法中，目標(biāo)圖像中新創(chuàng)造的象素值，是由源圖像位置在它附近的2*2區(qū)域4個(gè)鄰近象素的值通過(guò)加權(quán)平均計(jì)算得出的。雙線性內(nèi)插值算法放大后的圖像質(zhì)量較高，不會(huì)出現(xiàn)像素值不連續(xù)的的情況。然而次算法具有低通濾波器的性質(zhì)，使高頻分量受損，所以可能會(huì)使圖像輪廓在一定程度上變得模糊。

圖1

X方向的線性插值

對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的雙線性差值算法，X方向的線性插值：

[通用1]

[通用2]

具體到我們所實(shí)現(xiàn)的算法中，我們使Q11、Q12、Q21、Q22為光柵上相鄰的四點(diǎn)，即P只能落于這四點(diǎn)其中一點(diǎn)上。Δcol是當(dāng)前像素離像素所屬區(qū)域原點(diǎn)的水平距離，比如圖2，各種不同的顏色代表一個(gè)區(qū)域，區(qū)域原點(diǎn)為區(qū)域左上角的像素。

δ R2 = Color Q22 −Color Q12 ?Δcol+Color Q12 ?256 (1)

δ R1 = Color Q21 −Color Q11 ?Δcol+Color Q11 ?256 (2)

其中：Δcol=(DestColNumber?((SrcWidth?8)/DestWidth))&255， Color(X)表示點(diǎn)X的顏色，具體算法使用的是24位真彩色格式。

Y方向的線性插值

做完X方向的插值后再做Y方向的插值，對(duì)于一般情況，有：

     [通用3]

而我們的具體算法中，Y方向的線性插值方法如(3)所示。Δrow是當(dāng)前像素離像素所屬區(qū)域原點(diǎn)的垂直距離，比如圖2，各種不同的顏色代表一個(gè)區(qū)域，區(qū)域原點(diǎn)為區(qū)域左上角的像素。

Color P = δ R2 ?256+ δ R2 −δ R1 ?Δrow ?16 (3)

其中：Δrow=(DestRowNumber?((SrcHeight?8)/DestHeight))&255，由于前面為了便于計(jì)算左移了16位，因此最后需要右移16位保持匹配。

算法描述

類 C 偽碼如下：

for (目標(biāo)圖像第一行的像素++) { // 源圖像上Q12, Q22, Q11, Q21的選取見(jiàn)下一節(jié) 獲取源圖像Q12, Q22, Q11, Q21的顏色; // X 方向的插值 δ(R2) = (Color(Q22) - Color(Q12)) * δcol+ Color(Q12) * 256; δ(R1) = (Color(Q21) - Color(Q11)) * δcol+ Color(Q11) * 256; // 保存 δ(R1)到一個(gè)臨時(shí)數(shù)組，因?yàn)橄乱恍械?#948;(R2)等于這一行的δ(R1) temp[i++] = δ(R1); // Y 方向的插值 Color(P) = (δ(R2) * 256 + (δ(R2) - δ(R1)) *δrow) >> 16; 將 P 輸出到目標(biāo)位圖中。 } for (目標(biāo)圖像第二行到最末行) { for (行上的像素++) { // 源圖像上Q12, Q22, Q11, Q21的選取見(jiàn)下一節(jié) 獲取源圖像Q12, Q22, Q11, Q21的顏色; // X 方向的插值 δ(R2) = temp[i++]; // 下一行的δ(R2)等于上一行的δ(R1) δ(R1) = (Color(Q21) - Color(Q11)) *δcol+ Color(Q11) * 256; // 保存 δ(R1)到一個(gè)臨時(shí)數(shù)組，因?yàn)橄乱恍械?#948;(R2)等于這一行的δ(R1) temp[i++] = δ(R1); // Y 方向的插值 Color(P) = (δ(R2) * 256 + (δ(R2) - δ(R1)) * δrow) >> 16; 將 P 輸出到目標(biāo)位圖中。 } }

算法中Q12, Q22, Q11, Q21的選取

我們以放大兩倍為例，說(shuō)明選取Q12, Q22, Q11, Q21的過(guò)程。源圖像3*3區(qū)域放大為目標(biāo)區(qū)域6*6區(qū)域。設(shè)以下為目標(biāo)圖像：

目標(biāo)圖像A像素區(qū)域?qū)?yīng)的Q21，Q22，Q11，Q12，以紅色區(qū)域?yàn)樵c(diǎn)向右下方擴(kuò)展的2*2區(qū)域。

目標(biāo)圖像B像素區(qū)域?qū)?yīng)的Q21，Q22，Q11，Q12，以藍(lán)色區(qū)域?yàn)樵c(diǎn)向右下方擴(kuò)展的2*2區(qū)域。

目標(biāo)圖像C像素區(qū)域?qū)?yīng)的Q21，Q22，Q11，Q12，以綠色區(qū)域?yàn)樵c(diǎn)向右下方擴(kuò)展的2*2區(qū)域。

目標(biāo)圖像D像素區(qū)域?qū)?yīng)的Q21，Q22，Q11，Q12，目標(biāo)圖像處于最后兩行的邊界情況，將Q21，Q22，Q11，Q12這四個(gè)點(diǎn)的值設(shè)為一樣。

程序流程圖

流程圖右邊虛線框中為相關(guān)過(guò)程的注解。